Kashiwazaki Kariwa 원전 지진유발화재 사례 연구

A Case study of Seismically induced fire at Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Plant

일정 규모 이상의 지진은 원자력발전소 부지 내 구조물, 계통, 기기(SSCs)를 대상으로 동시 다발적인 손상을 초래할 수 있으며, 부지 내 다수 위치에서 화재나 침수사건 또는 두 사건을 동시에 유발할 수 있다. 그리고 발전소의 화재방호능력을 저하시키거나 이용불능을 유발할 수 있으며, 화재전파경로 및 운전원의 이동경로를 변형시킬 수 있기 때문에 안전에 중대한 위협이 될 수 있다. 2007년 일본 Kashiwazaki Kariwa 원전 부지(총 7개 호기) 인근에서 발생한 지진은 Kariwa 원전의 내진설계기준을 초과하는 리히터 규모(M) 6.8이었으나, 이 지진의 영향으로 안전등급인 Class As, A로 분류된 SSCs의 손상이나 부지전원상실(Loss Of Site Power, LOSP)과 같은 안전에 중대한 위협은 발생하지 않았다. 설계기준을 초과하는 지진사건이 발생했음에도 불구하고 발전소 모든 호기들이 안전하고 안정적인 상태를 유지할 수 있었던 이유는 설계 시, 설계강도에 대한 충분한 안전여유도(Safety Margin)를 고려했기 때문이다. 다만 Class B, C로 분류된 SSCs의 손상과 토사 및 관리건물 붕괴 등 비안전등급에 해당하는 요인들에서 예상하지 못했던 잠재적 위협이 다수 발생하였다. 화재방호 측면에서는 지반의 부등침하로 인해 3호기 소내변압기 모선이 점화하여 화재가 발생하였고, 토양의 대규모 액화로 인해 발전소 비상대응을 위한 운전원의 이동성 및 기동성이 제한되었다. 또한 비상대응센터 및 관리건물의 손상으로 외부와의 통신이 지연되었고, 발전소 4개 호기가 공통으로 사용하는 소화용수 배관이 파단되는 공통원인고장이 발생하였다. 결과적으로 지진으로 인해 화재가 유발되었고, 비안전등급 SSCs에 대한 미흡한 설계기준 적용과 그로 인해 발생한 다양한 고장 및 영향, 화재진압 활동의 건전성 상실 등 지진으로 인한 복합적인 영향은 원전 화재방호 안전성에 잠재적 위협이 될 수 있음을 보여주었다. 본 연구에서는 Kariwa 원전 지진유발화재 사례를 조사하였고, 그 결과 지진유발화재에 대한 안전성 관점에서 비안전등급 관련 SSCs에 의해 유발되는 간접적인 화재 영향 및 화재방호능력 저하에 대하여 확인 및 평가가 필요한 것으로 확인되었다.